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효율적인 전기차 파워트레인을 설계하기 위한 포괄적인 솔루션 제공_통합적인 게이트 드라이버와 고성능 로터 위치 센서 시스템

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글/Jonas Gronvall, Peter Slama, 인피니언 테크놀로지스

드라이브트레인 전기화를 위해서는 자동차용 품질요건을 충족하는 고성능 반도체를 필요로 한다. 그러므로 빠르게 확대되는 (H)EV 시장을 성공적으로 지원하기 위해서는 전력 반도체와 자동차 전자장치 둘 다에 대한 전문성을 필요로 한다. 인피니언은 효율적인 (H)EV 시스템을 설계하기 위해서 필요로 하는 모든 요소들을 제공한다.

(H)EV 구현에 필요로 하는 주요 부품들로는 메인 인버터, DC/DC 컨버터, 보조 인버터/컨버터, 온보드 차저, 배터리 관리 장치등을 포함한다. 전력 모듈, 마이크로컨트롤러, 드라이버, 센서등의 신뢰성 높은 반도체(그림 1)를 사용해서 다양한 전력 용량의 인버터, 높은 에너지 효율의 소형화, 경제성 높은 시스템 디자인을 설계할 수 있다. 이러한 설계 목표를 달성할 수 있는 전력 모듈이 HybridPACK 제품군으로 HEV 및 EV 용으로 다양한 전력 용량의 솔루션을 설계할 수 있다(10kW~150kW). 또한 EiceDRIVER 게이트 드라이버 제품은 이들 IGBT를 구동하고 제어하기 위해서 필요한 완벽한 기능을 셋을 제공한다. 이 제품군은 전기적 절연과 양방향 신호 전송을 지원하는 단일 채널 및 듀얼 채널 자동차용 IGBT 게이트 드라이버 제품들이다. 또한 고성능 32비트 마이크로컨트롤러인 AURIX 제품군은 에너지 효율적인 전기 드라이브트레인을 설계하기 위한 전체적인 솔루션을 완성하며, 위치 센서는 FOC(field oriented control) 같은 복잡한 기능에 사용하도록 모터 위치의 폐루프 피드백을 제공한다.

최적화된 게이트 드라이버

최신 세대의 EiceDRIVER 솔루션은 경제성 뛰어난 인버터 디자인을 설계할 수 있는 핵심적 역할을 하며 (H)EV 애플리케이션 용으로 ASIL 시스템 인증을 받는 것을 용이하게 해준다.

이 제품군에 속하는 1EDI2001AS와 1EDI2002AS의 주요 애플리케이션은 400V, 600V, 1200V IGBT를 사용하는 (H)EV 인버터이다. 이들 두 드라이버 제품은 전기적 절연, 양방향 신호 전송, 동적 단락 회로 보호, 최적화된 IGBT 스위칭 성능을 제공한다. 또한 이들 제품은 제어 및 진당용으로 표준 SPI를 제공하여, 최대 2Mbaud에 이르는 전송속도를 제공한다.

안전성 관련 기능들로서 과전류 보호, 모든 전원장치, 오실레이터, 게이트 신호, 출력 스테이지의 런타임 모니터링을 포함한다. 또한 시스템 레벨 진단을 위한 기능들로서 오류 주입과 약한 턴온 기능 등을 지원한다.

EiceDRIVER 제품군의 또 다른 제품으로서 1EDI2010AS를 들 수 있다. 이 제품은 2차측에 ADC를 구현하여 NTC나 IGBT칩에 구현된 온도센서를 통해서 IGBT 칩의 온도 또는 DC 링크 전압을 측정할 수 있다. 이 데이터는 SPI를 이용히여 통신한다...(중략)